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南方科技大學(xué)材料科學(xué)與工程系講席教授王湘麟課題組在基于納米石墨烯的高性能單原子電催化劑、C60衍生物高效儲(chǔ)鋰、CSPbBr3量子點(diǎn)鐵電性質(zhì)研究等取得重要進(jìn)展。相關(guān)論文發(fā)表于Nano Energy(IF：15.548)；ACS nano (IF：13.903)；《美國化學(xué)會(huì)志》（Journal of the American Chemical Society，IF：14.695)。發(fā)展高效穩(wěn)定的非鉑基電催化劑對(duì)質(zhì)子交換膜電池等清潔能源轉(zhuǎn)換裝置的大規(guī)模應(yīng)用具有關(guān)鍵作用。王湘麟團(tuán)隊(duì)基于結(jié)構(gòu)明確的納米石墨烯，合成了單原子鐵-氮-碳氧還原催化劑，其催化活性接近商業(yè)Pt/C，并具有高循環(huán)穩(wěn)定性。我校物理系副教授徐虎和物理系博士后黃祥構(gòu)建了理論計(jì)算模型并模擬電催化反應(yīng)過程。在鋰電池電極材料方面，王湘麟團(tuán)隊(duì)與臺(tái)灣大學(xué)高分子科學(xué)與工程研究所教授王立義(Wang Leeyih)團(tuán)隊(duì)合作，基于C60衍生物開發(fā)高性能的儲(chǔ)鋰材料，研究論文發(fā)表于ACS Nano。王湘麟團(tuán)隊(duì)與吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院袁宏明教授合作，首次發(fā)現(xiàn)全無機(jī)鹵化物鈣鈦礦CsPbBr3量子點(diǎn)具有出色的鐵電性，研究論文發(fā)表于《美國化學(xué)會(huì)志》。

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:它采用軸向雙銅盤和雙永磁體盤結(jié)構(gòu)以增加傳動(dòng)能力，雙盤結(jié)構(gòu)產(chǎn)生兩個(gè)軸向力大小相等，方向相反，相互抵消，軸向力為零，雙盤式磁力耦合調(diào)速器通過銅導(dǎo)體和永磁體的相對(duì)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)由電動(dòng)機(jī)到負(fù)載的轉(zhuǎn)矩傳輸。該技術(shù)獲得國家發(fā)明專利授權(quán) 2 項(xiàng)（一種可控磁力軟啟動(dòng)裝置 201210194508.0，一種新型煤礦井下綠色高效運(yùn)輸方法 201410479244.2），發(fā)明專利進(jìn)入實(shí)質(zhì)審查 5 項(xiàng)。2014 年本團(tuán)隊(duì)國內(nèi)首例將永磁渦流傳動(dòng)技術(shù)成功應(yīng)用于井下帶式輸送機(jī)，并依此獲得安徽省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，這些都為本技術(shù)的順利開展打下堅(jiān)實(shí)的理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。

它采用軸向雙銅盤和雙永磁體盤結(jié)構(gòu)以增加傳動(dòng)能力，雙盤結(jié)構(gòu) 產(chǎn)生兩個(gè)軸向力大小相等，方向相反，相互抵消，軸向力為零，雙盤 式磁力耦合調(diào)速器通過銅導(dǎo)體和永磁體的相對(duì)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)由電動(dòng) 機(jī)到負(fù)載的轉(zhuǎn)矩傳輸。該技術(shù)獲得國家發(fā)明專利授權(quán) 2 項(xiàng)（一種可控 磁力軟啟動(dòng)裝置 201210194508.0，一種新型煤礦井下綠色高效運(yùn)輸方 法 201410479244.2），發(fā)明專利進(jìn)入實(shí)質(zhì)審查 5 項(xiàng)。2014 年本團(tuán)隊(duì)國 內(nèi)首例將永磁渦流傳動(dòng)技術(shù)成功應(yīng)用于井下帶式輸送機(jī)，并依此獲得 安徽省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，這些都為本技術(shù)的順利開展打下堅(jiān)實(shí)的理論 與實(shí)踐基礎(chǔ)。

本項(xiàng)目研究開發(fā)出國內(nèi)首創(chuàng)七軸柔性焊錫機(jī)器人，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)點(diǎn)焊、拖焊、抖焊等一系列焊接流程，并通過機(jī)器視覺采集坐標(biāo)，對(duì)工件整體坐標(biāo)位置自動(dòng)校準(zhǔn)、補(bǔ)償。此外還可以編輯存儲(chǔ)海量焊接加工文件，可以針對(duì)不同焊接產(chǎn)品的要求，快速切換焊接工藝，非常適合電子生產(chǎn)企業(yè)多品種產(chǎn)品生產(chǎn)工況的應(yīng)用需求。 此外，該項(xiàng)目開發(fā)的機(jī)器人將先進(jìn)制造技術(shù)、電子整機(jī)產(chǎn)品制造技術(shù)、電子表面組裝技術(shù)、電子元器件和材料制造技術(shù)、集成電路制造技術(shù)和微組裝技術(shù)進(jìn)行了有機(jī)整合，還可用于教學(xué)演示，使高校以及職業(yè)技術(shù)學(xué)生了解、掌握現(xiàn)代電子制造企業(yè)在先進(jìn)制造大環(huán)境下所涉及的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造工藝及先進(jìn)電子產(chǎn)品制造設(shè)備等相關(guān)知識(shí)、技術(shù)、技巧。 該產(chǎn)品為國內(nèi)行業(yè)首創(chuàng)七軸柔性機(jī)器人，可以記憶烙鐵姿態(tài)。具有烙鐵磨損自動(dòng)補(bǔ)償功能，提高產(chǎn)品合格率。可以與外部信號(hào)或設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)集成的多種邏輯指令，具有RS232\RS485\RS422等通訊接口，配備12寸工業(yè)級(jí)觸摸屏，采用C#語言設(shè)計(jì)的示教人機(jī)界面，簡(jiǎn)單直觀，便于操作。通過視覺識(shí)別系統(tǒng)，可以對(duì)焊接工件進(jìn)行位置識(shí)別處理，通過三維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行精確定位，同時(shí)還可以對(duì)焊點(diǎn)進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)處理。可以通過PCB圖片進(jìn)行焊點(diǎn)坐標(biāo)采集并編輯焊接程序。質(zhì)量可追溯，可接入MES系統(tǒng)。 研發(fā)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開發(fā)出多款焊錫機(jī)器人，可以根據(jù)用戶要求匹配不同功能模塊，滿足不同使用場(chǎng)景的技術(shù)需求。此外，通過更換焊接作業(yè)模塊，在該系統(tǒng)平臺(tái)上，還開發(fā)出了自動(dòng)鎖螺絲機(jī)器人、自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)器人等系列產(chǎn)品。

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:壓電駐極體是具有強(qiáng)壓電效應(yīng)的柔性駐極體材料，因其表現(xiàn)出“類鐵電性”和，也稱為鐵電駐極體，是一類新型的人工智能和新能源材料。它的壓電性源于雙極性空間電荷在聚合物基體上的取向排列，以及材料特殊的微孔結(jié)構(gòu)。壓電駐極體膜是具有強(qiáng)壓電效應(yīng)的新型柔性壓電功能膜，與傳統(tǒng)壓電材料的壓電效應(yīng)起源有本質(zhì)區(qū)別。 與壓電陶瓷和傳統(tǒng)的鐵電聚合物（例如聚偏氟乙烯PVDF及其共聚物）相比較，壓電駐極體具有一些獨(dú)特的性能：壓電駐極體在提高壓電活性的同時(shí)還擁有聚合物的高柔韌性、薄膜型（厚度可低至40μm）、超輕（體密度可低至330kg/m3）、低成本、低電容率、可大面積成形，以及低聲阻抗（0.03MRayl）等特點(diǎn)。經(jīng)過特殊工藝制備的壓電駐極體薄膜的準(zhǔn)靜態(tài)壓電系數(shù)d33高達(dá)1000pC/N，這一數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于PVDF（約25 pC/N）及其共聚物P(VDF/TrFE)。因此，壓電駐極體組合了壓電陶瓷和鐵電聚合物薄膜各自的優(yōu)點(diǎn)，在國防、醫(yī)療、航空航天、綠色能源（例如寬頻帶振動(dòng)能量采集器、生物運(yùn)動(dòng)能量采集、海浪發(fā)電等）、控制、通訊（例如自供能微型無線傳感網(wǎng)絡(luò)）、智能結(jié)構(gòu)、電聲換能器、空氣耦合超聲換能器等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。應(yīng)用范圍:柔性薄膜傳感器、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)、人體健康監(jiān)測(cè)、無損檢測(cè)、觸覺傳感器、電子肌膚、聲吶、空氣耦合超聲波換能器、微能量采集器等多個(gè)領(lǐng)域。項(xiàng)目階段:小規(guī)模生產(chǎn)效益分析:目前芬蘭的Emfit公司是唯一能夠大批量生產(chǎn)聚丙烯（PP）壓電駐極體功能膜的生產(chǎn)商，采用的技術(shù)主要由兩部分構(gòu)成：微孔結(jié)構(gòu)薄膜制備和電極化處理。在微孔 薄膜制備階段，首先將聚丙烯樹脂與無機(jī)礦物顆粒（例如CaCO3和TiO2）熔融共混，然后擠出成聚丙烯-礦物顆粒復(fù)合薄板，最后雙向拉伸形成微孔結(jié)構(gòu)的薄膜。在電極化處理階段采用電暈極化方式。而我們擬采用的技術(shù)是：以低廉價(jià)格的商品聚丙烯包裝材料為原材料，采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的多次壓縮氣體膨化工藝調(diào)控薄膜微結(jié)構(gòu)和機(jī)電性能，獲得高活性聚丙烯壓電駐極體膜。利用該技術(shù)生產(chǎn)出功能薄膜的活性遠(yuǎn)高于芬蘭商品膜，最高可達(dá)50倍。

壓電駐極體是具有強(qiáng)壓電效應(yīng)的柔性駐極體材料，因其表現(xiàn)出“類鐵電性”和，也稱為鐵電駐極體，是一類新型的人工智能和新能源材料。它的壓電性源于雙極性空間電荷在聚合物基體上的取向排列，以及材料特殊的微孔結(jié)構(gòu)。壓電駐極體膜是具有強(qiáng)壓電效應(yīng)的新型柔性壓電功能膜，與傳統(tǒng)壓電材料的壓電效應(yīng)起源有本質(zhì)區(qū)別。 與壓電陶瓷和傳統(tǒng)的鐵電聚合物（例如聚偏氟乙烯PVDF及其共聚物）相比較，壓電駐極體具有一些獨(dú)特的性能：壓電駐極體在提高壓電活性的同時(shí)還擁有聚合物的高柔韌性、薄膜型（厚度可低至40µm）、超輕（體密度可低至330kg/m3）、低成本、低電容率、可大面積成形，以及低聲阻抗（0.03MRayl）等特點(diǎn)。經(jīng)過特殊工藝制備的壓電駐極體薄膜的準(zhǔn)靜態(tài)壓電系數(shù)d33高達(dá)1000pC/N，這一數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于PVDF（約25 pC/N）及其共聚物P(VDF/TrFE)。因此，壓電駐極體組合了壓電陶瓷和鐵電聚合物薄膜各自的優(yōu)點(diǎn)，在國防、醫(yī)療、航空航天、綠色能源（例如寬頻帶振動(dòng)能量采集器、生物運(yùn)動(dòng)能量采集、海浪發(fā)電等）、控制、通訊（例如自供能微型無線傳感網(wǎng)絡(luò)）、智能結(jié)構(gòu)、電聲換能器、空氣耦合超聲換能器等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。

本項(xiàng)目研究開發(fā)出國內(nèi)首創(chuàng)七軸柔性焊錫機(jī)器人，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)點(diǎn)焊、拖焊、抖焊等一系列焊接流程，并通過機(jī)器視覺采集坐標(biāo)，對(duì)工件整體坐標(biāo)位置自動(dòng)校準(zhǔn)、補(bǔ)償。此外還可以編輯存儲(chǔ)海量焊接加工文件，可以針對(duì)不同焊接產(chǎn)品的要求，快速切換焊接工藝，非常適合電子生產(chǎn)企業(yè)多品種產(chǎn)品生產(chǎn)工況的應(yīng)用需求。

如何非接觸式處置爆炸物已成為世界各國防爆反恐的難題，但目前常用的防爆裝置在重量、可移動(dòng)性和防護(hù)能力方面存在應(yīng)用瓶頸，亟需研制新型輕質(zhì)便捷、強(qiáng)防護(hù)能力和無附帶傷害的非接觸式防爆裝備。由北京理工大學(xué)爆炸科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研制的柔性輕質(zhì)復(fù)合防爆裝置，采用特殊液體和高性能纖維材料等構(gòu)成的柔性輕質(zhì)復(fù)合結(jié)構(gòu)，可基于波阻抗匹配、慣性耗能和大面積整體變形等原理，高效吸收爆炸沖擊波和破片的聯(lián)合沖擊能量。柔性輕質(zhì)復(fù)合防爆裝置技術(shù)可應(yīng)用于防爆桶、防爆箱、防爆圍欄、防爆擋墻等多種類新一代抗爆防爆產(chǎn)品或裝備開發(fā)。其中該技術(shù)應(yīng)用于柔性復(fù)合防爆桶，可防護(hù)1kg以上TNT爆炸物，裝置輕質(zhì)便攜（重量減少80%）且無附帶傷害。柔性復(fù)合防爆桶作為本技術(shù)的第一款產(chǎn)品應(yīng)用，已通過公安部檢測(cè)，即將作為新一代防爆反恐創(chuàng)新成果遴選試用后在全國推廣，可廣泛應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)、高鐵、地鐵、廣場(chǎng)和會(huì)議中心等公共場(chǎng)所的安全防護(hù)，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景和積極的社會(huì)示范效應(yīng)。